stringtranslate.com

Латентность вируса

Латентность вируса (или вирусная латентность ) — это способность патогенного вируса находиться в состоянии покоя (латентности) внутри клетки, обозначаемая как лизогенная часть жизненного цикла вируса. [1] Латентная вирусная инфекция — это тип персистирующей вирусной инфекции, которая отличается от хронической вирусной инфекции. Латентность — это фаза в жизненном цикле некоторых вирусов, в которой после первоначального заражения пролиферация вирусных частиц прекращается. Однако вирусный геном не уничтожается. Вирус может реактивироваться и начать производить большое количество вирусного потомства (литическая часть жизненного цикла вируса ) без повторного заражения хозяина новым внешним вирусом и остается внутри хозяина неопределенно долго. [2]

Латентность вируса не следует путать с клинической латентностью в течение инкубационного периода , когда вирус не находится в состоянии покоя.

Механизмы

Эписомальная латентность

Эписомальная латентность относится к использованию генетических эписом во время латентности. В этом типе латентности вирусные гены стабилизируются, плавая в цитоплазме или ядре как отдельные объекты, либо в виде линейных, либо лариатных [ необходимо разъяснение (сложный жаргон) ] структур. Эписомальная латентность более уязвима к деградации рибозимов или чужеродного гена хозяина, чем провирусная латентность (см. ниже).

Герпесвирусы

Одним из примеров является семейство вирусов герпеса, Herpesviridae , все из которых устанавливают латентную инфекцию. Вирус герпеса включает вирус ветряной оспы и вирусы простого герпеса (HSV-1, HSV-2), все из которых устанавливают эписомальную латентность в нейронах и оставляют линейный генетический материал плавающим в цитоплазме . [3]

вирус Эпштейна-Барр

Подсемейство Gammaherpesvirinae связано с эписомальной латентностью, устанавливаемой в клетках иммунной системы , таких как В-клетки в случае вируса Эпштейна-Барр . [3] [4] Литическая реактивация вируса Эпштейна-Барр ( которая может быть вызвана химиотерапией или облучением) может привести к нестабильности генома и раку . [5]

вирус простого герпеса

В случае простого герпеса (ВПГ) было показано, что вирус сливается с ДНК в нейронах, таких как нервные ганглии [6] или нейроны, и ВПГ реактивируется даже при незначительном ослаблении хроматина при стрессе [7], хотя хроматин уплотняется (становится латентным) при недостатке кислорода и питательных веществ. [8]

Цитомегаловирус

Цитомегаловирус (ЦМВ) устанавливает латентность в миелоидных клетках-предшественниках и реактивируется воспалением . [9] Иммуносупрессия и критические заболевания ( в частности, сепсис ) часто приводят к реактивации ЦМВ. [10] Реактивация ЦМВ часто наблюдается у пациентов с тяжелым колитом . [11]

Преимущества и недостатки

Преимущества эписомальной латентности включают тот факт, что вирусу может не потребоваться проникновение в ядро ​​клетки , и, следовательно, он может избежать активации интерферона ядерным доменом 10 (ND10) через этот путь.

К недостаткам можно отнести большую подверженность клеточной защите, что может привести к возможной деградации вирусного гена через клеточные ферменты . [12]

Реактивация

Реактивация может быть вызвана стрессом, ультрафиолетовым излучением и т. д. [13]

Провирусная латентность

Провирус — это геном вируса, интегрированный в ДНК клетки-хозяина.

Преимущества и недостатки

Преимущества включают автоматическое деление клеток-хозяев, приводящее к репликации генов вируса, а также тот факт, что практически невозможно удалить интегрированный провирус из инфицированной клетки, не убив ее . [ 14]

Недостатком этого метода является необходимость проникновения в ядро ​​(и необходимость упаковочных белков, которые позволят это сделать). Однако вирусы, которые интегрируются в геном клетки-хозяина, могут оставаться там до тех пор, пока клетка живет.

ВИЧ

Одним из наиболее изученных вирусов, демонстрирующих вирусную латентность, является ВИЧ . ВИЧ использует обратную транскриптазу для создания ДНК-копии своего РНК-генома. Латентность ВИЧ позволяет вирусу в значительной степени избегать иммунной системы. Как и другие вирусы, которые переходят в латентное состояние, он обычно не вызывает симптомов, находясь в латентном состоянии. ВИЧ в провирусной латентности практически невозможно атаковать антиретровирусными препаратами. Несколько классов агентов, обращающих латентность (LRA), находятся в стадии разработки для возможного использования в стратегиях «шока и уничтожения», в которых латентно инфицированные клеточные резервуары будут реактивированы (шок), чтобы противовирусное лечение могло подействовать (уничтожение). [15]

Поддержание задержки

Как провирусная, так и эписомальная латентность может требовать поддержания для продолжения инфекции и верности вирусных генов. Латентность обычно поддерживается вирусными генами, экспрессируемыми в первую очередь во время латентности. Экспрессия этих генов , связанных с латентностью, может функционировать для предотвращения переваривания вирусного генома клеточными рибозимами или обнаружения иммунной системой . Некоторые продукты вирусных генов ( РНК-транскрипты, такие как некодирующие РНК и белки) также могут ингибировать апоптоз или вызывать рост и деление клеток , чтобы позволить производить больше копий инфицированной клетки. [16]

Примером такого генного продукта являются транскрипты, связанные с латентностью (LAT) вируса простого герпеса, которые препятствуют апоптозу, подавляя ряд факторов хозяина, включая главный комплекс гистосовместимости (MHC), и ингибируя апоптотический путь. [17]

Определенный тип латентности можно приписать эндогенным ретровирусам . Эти вирусы в далеком прошлом внедрились в геном человека и теперь передаются через размножение. Обычно эти типы вирусов стали высокоразвитыми и утратили экспрессию многих генных продуктов. [18] Некоторые из белков, экспрессируемых этими вирусами, коэволюционировали с клетками-хозяевами, играя важную роль в нормальных процессах. [19]

Последствия

Хотя вирусная латентность не проявляет активного вирусного выделения и не вызывает никаких патологий или симптомов , вирус все еще способен реактивироваться через внешние активаторы (солнечный свет, стресс и т. д.), чтобы вызвать острую инфекцию. В случае вируса простого герпеса, который обычно заражает человека на всю жизнь, серотип вируса иногда реактивируется, вызывая герпес . Хотя язвы быстро разрешаются иммунной системой, время от времени они могут быть небольшим раздражением. В случае вируса ветряной оспы после первоначальной острой инфекции ( ветрянка ) вирус находится в состоянии покоя, пока не активируется как опоясывающий герпес .

Более серьезными последствиями латентной инфекции может быть возможность трансформации клетки и принуждение клетки к неконтролируемому делению клеток . Это является результатом случайной вставки вирусного генома в собственный ген хозяина и экспрессии факторов роста клеток хозяина в пользу вируса. В известном случае это произошло во время генной терапии с использованием ретровирусных векторов в больнице Неккера в Париже , где двадцать мальчиков прошли лечение генетического заболевания , после чего у пяти развились синдромы, подобные лейкемии . [20]

вирус папилломы человека

Это также наблюдается при инфекциях вируса папилломы человека , при которых постоянная инфекция может привести к раку шейки матки в результате клеточной трансформации . [21] [22] [23]

ВИЧ

В области исследований ВИЧ провирусная латентность в определенных долгоживущих типах клеток является основой для концепции одного или нескольких вирусных резервуаров, ссылаясь на места (типы клеток или ткани), характеризующиеся сохранением латентного вируса. В частности, присутствие ВИЧ, способного к репликации, в покоящихся CD4-позитивных Т-клетках позволяет этому вирусу сохраняться в течение многих лет без развития, несмотря на длительное воздействие антиретровирусных препаратов. [24] Этот латентный резервуар ВИЧ может объяснить неспособность антиретровирусного лечения излечить ВИЧ-инфекцию. [24] [25] [26] [27]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Вильярреал, Луис П. (2005). Вирусы и эволюция жизни. Вашингтон, ASM Press.
  2. ^ NJ Dimmock et al. «Введение в современную вирусологию, 6-е издание». Blackwell Publishing, 2007.
  3. ^ ab Minarovits J (2006). "Эпигенотипы латентных геномов вируса герпеса". Метилирование ДНК: развитие, генетические заболевания и рак . Текущие темы микробиологии и иммунологии. Том 310. С. 61–80. doi :10.1007/3-540-31181-5_5. ISBN 978-3-540-31180-5. PMID  16909907.
  4. ^ Souza TA, Stollar BD, Sullivan JL, Luzuriaga K, Thorley-Lawson DA (2007-09-01). «Влияние EBV на компартмент В-клеток памяти периферической крови». Журнал иммунологии . 179 (5): 3153–60. doi : 10.4049/jimmunol.179.5.3153 . PMID  17709530.
  5. ^ Li H, Liu S, Hu J, Luo X, Li N, M Bode A, Cao Y (2016). «Регулирование литической реактивации вируса Эпштейна-Барр и его патогенная роль в канцерогенезе». Международный журнал биологических наук . 12 (11): 1309–1318. doi :10.7150/ijbs.16564. PMC 5118777. PMID  27877083 . 
  6. ^ Thellman NM, Triezenberg SJ (2017). «Установление, поддержание и реактивация вируса простого герпеса: моделирование латентности in vitro». Pathogens . 6 (3): E28. doi : 10.3390/pathogens6030028 . PMC 5617985 . PMID  28644417. 
  7. ^ «Открытие показывает, как вирус простого герпеса реактивируется в нейронах, вызывая заболевание». 21.12.2015.
  8. ^ "Уморите клетку голодом, уплотните ее ДНК - GEN". GEN . 2015-11-10.
  9. ^ Дюпон Л., Ривз МБ. (2016). «Латентность и реактивация цитомегаловируса: последние взгляды на давнюю проблему». Обзоры медицинской вирусологии . 26 (2): 75–89. doi :10.1002 / rmv.1862. PMC 5458136. PMID  26572645. 
  10. ^ Cook CH (2007). «Реактивация цитомегаловируса у «иммунокомпетентных» пациентов: призыв к научной профилактике». Журнал инфекционных заболеваний . 196 (9): 1273–1275. doi : 10.1086/522433 . PMID  17922387.
  11. ^ Sager K, Alam S, Bond A, Chinnappan L, Probert CS (2015). «Обзорная статья: цитомегаловирус и воспалительное заболевание кишечника». Alimentary Pharmacology & Therapeutics . 41 (8): 725–733. doi : 10.1111/apt.13124 . PMID  25684400.
  12. ^ Burton EA, Fink DJ, Glorioso JC (декабрь 2002 г.). «Доставка генов с использованием векторов вируса простого герпеса». DNA Cell Biol . 21 (12): 915–36. doi :10.1089/104454902762053864. PMID  12573050.
  13. ↑ Престон CM, Эфстатиу С (21 сентября 2018 г.). «Молекулярные основы латентного периода и реактивации ВПГ». В: Арвин А., Кампаделли-Фьюме Дж., Мокарски Э., Мур П.С., Ройзман Б., Уитли Р., Яманиши К. (ред.). Герпесвирусы человека: биология, терапия и иммунопрофилактика . Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521827140. PMID  21348106 – через PubMed.
  14. ^ Марчелло А. «Латентность: скрытый вызов ВИЧ-1». Ретровирусология. 2006 16 января;3(1):7
  15. ^ Rodari A, Darcis G, Van Lint CM (29 сентября 2021 г.). «Текущее состояние агентов, обращающих латентность, для ремиссии ВИЧ-1». Annual Review of Virology . 8 (1): 491–514. doi : 10.1146/annurev-virology-091919-103029 . ISSN  2327-056X. PMID  34586875.
  16. ^ Дивито С., Черпес Т.Л., Хендрикс Р.Л. (2006). «Тройное согласие: вирус, нейроны и Т-клетки CD8+ поддерживают латентность HSV-1». Immunol. Res . 36 (1–3): 119–26. doi :10.1385/ir:36:1:119. PMID  17337772. S2CID  6150236.
  17. ^ Carpenter D, Hsiang C, Brown DJ, Jin L, Osorio N, Benmohamed L, Jones C, Wechsler SL (декабрь 2007 г.). «Стабильные клеточные линии, экспрессирующие высокие уровни LAT вируса простого герпеса типа 1, устойчивы к активации каспазы 3 и ступенчатому переносу ДНК после апоптоза, вызванного холодовым шоком». Вирусология . 369 (1): 12–8. doi :10.1016/j.virol.2007.07.023. PMC 2276668 . PMID  17727910. 
  18. ^ Буздин А (ноябрь 2007 г.). «Человекоспецифичные эндогенные ретровирусы». ScientificWorldJournal . 7 : 1848–68. doi : 10.1100 /tsw.2007.270 . PMC 5901341. PMID  18060323. 
  19. ^ Hayashida K, Omagari K, Masuda JI, Kohno S (2007). «Интеграза эндогенного ретровируса участвует в наследовании материнской митохондриальной ДНК млекопитающего человека». Biochem Biophys Res Commun . 366 (1): 206–211. doi :10.1016/j.bbrc.2007.11.127. hdl : 10069/22710 . PMID  18054325.
  20. ^ Хасейн-Бей-Абина С, Гарриг А, Ван ГП, Сулье Дж, Лим А, Мориллон Е, Клаппье Е, Каккавелли Л, Делабесс Е, Бельджорд К, Аснафи В, Макинтайр Е, Даль Кортиво Л, Рэдфорд I, Брусс Н , Сиго Ф, Мошоус Д, Хауэр Дж, Боркхардт А, Белоградский Б.Х., Винтергерст У, Велес М.К., Лейва Л., Соренсен Р., Вульффраат Н., Бланш С., Бушман Ф.Д., Фишер А., Каваццана-Кальво М. (сентябрь 2008 г.). «Инсерционный онкогенез у 4 пациентов после ретровирусно-опосредованной генной терапии SCID-X1». Журнал клинических исследований . 118 (9): 3132–42. doi : 10.1172/JCI35700. PMC 2496963. PMID 18688285  . 
  21. ^ Wang XG, Revskaya E, Bryan RA, Strickler HD, Burk RD, Casadevall A, Dadachova E (октябрь 2007 г.). «Лечение рака как инфекционного заболевания — вирусные антигены как новые мишени для лечения и потенциальной профилактики опухолей вирусной этиологии». PLOS ONE . 2 (10): e1114. Bibcode : 2007PLoSO...2.1114W. doi : 10.1371 /journal.pone.0001114 . PMC 2040508. PMID  17971877. 
  22. ^ Molho-Pessach V, Lotem M (2007). "Вирусный канцерогенез при раке кожи". Факторы окружающей среды при кожных заболеваниях . Современные проблемы дерматологии. Т. 35. С. 39–51. doi :10.1159/000106409. ISBN 978-3-8055-8313-8. PMID  17641489. S2CID  14519920. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  23. ^ Carrillo-Infante C, Abbadessa G, Bagella L, Giordano A (июнь 2007 г.). «Вирусные инфекции как причина рака (обзор)». Int J Oncol . 30 (6): 1521–8. doi : 10.3892/ijo.30.6.1521 . PMID  17487374.
  24. ^ ab Blankson JN, Persaud D, Siliciano RF (2002). «Проблема вирусных резервуаров при инфекции ВИЧ-1». Annu. Rev. Med . 53 : 557–93. doi : 10.1146/annurev.med.53.082901.104024. PMID  11818490.
  25. ^ Finzi D, Hermankova M, Pierson T и др. (ноябрь 1997 г.). «Идентификация резервуара ВИЧ-1 у пациентов, получающих высокоактивную антиретровирусную терапию». Science . 278 (5341): 1295–300. Bibcode :1997Sci...278.1295F. doi :10.1126/science.278.5341.1295. PMID  9360927.
  26. ^ Persaud D, Pierson T, Ruff C, et al. (апрель 2000 г.). «Стабильный латентный резервуар ВИЧ-1 в покоящихся CD4(+) Т-лимфоцитах у инфицированных детей». J. Clin. Invest . 105 (7): 995–1003. doi :10.1172/JCI9006. PMC 377486. PMID  10749578 . 
  27. ^ Chun TW, Fauci AS (сентябрь 1999 г.). «Латентные резервуары ВИЧ: препятствия к искоренению вируса». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 96 (20): 10958–61. Bibcode : 1999PNAS...9610958C. doi : 10.1073 /pnas.96.20.10958 . PMC 34225. PMID  10500107.